Aktuatoren mit DC-Motoren sorgen für Sicherheit und Komfort in der Luftfahrt Über den Wolken - KEM

Aktuatoren mit DC-Motoren sorgen für Sicherheit und Komfort in der Luftfahrt

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In der Luftfahrtbranche gibt es eine Vielzahl Anwendungen, die von Aktuatoren gesteuert werden, etwa zur Regelung und Begrenzung von Drehzahl und Geschwindigkeit durch die Verstellung von Hebeln und Klappen. Maxon-Motoren kommen dabei in diversen Aktuatoren zum Einsatz.

Exklusiv in KEM Die Autorin: Anja Schütz, Redakteurin, Maxon Motor AG, CH-Sachseln

Aktuatoren setzen elektrische Signale in mechanische Bewegung oder andere physikalische Größen, wie z. B. Druck oder Temperatur um und greifen damit aktiv in ein Regelungssystem ein. Bei Aktuatoren kommt es in bestimmten Anwendungsbereichen, wie der Luftfahrt darauf an, bei einem geringen Gewicht und engen Platzverhältnissen möglichst hohe dynamische Kräfte zu erreichen und auch Umgebungsbedingungen, wie starken Vibrationen, Hitze und Kälte mühelos zu widerstehen. Die Aktuatoren der Sitec Aerospace GmbH kommen in nahezu allen Systemen im Flugzeug zum Einsatz, das heißt die Geräte sind in Wasser-, Sauerstoff-, Hydraulik-, Treibstoff- und Luft-Systemen zu finden. Ebenso erfüllen die Aktuatoren mit Ventilen Sicherheitsfunktionen, bei denen im Notfall der Fluss eines Mediums unterbrochen wird. Auch die Frischluft wird in einem Flugzeuginnenraum ständig gezielt befeuchtet, diese Aufgabe übernimmt ein sogenanntes Humidification System Valve.
Sitec Aerospace mit Sitz in Bad Tölz ist Zulieferer für die beiden größten Flugzeughersteller, die direkt oder indirekt durch die Systemhersteller mit den Aktuatoren und Ventilen beliefert werden. Auch bei vielen neuen Flugzeugprogrammen von großen und kleinen Herstellern, wie Airbus A350 oder Bombardier C-Series, sind die Aktuatoren für verschiedene Bereiche im Einsatz. Bei sicherheitsrelevanten Funktionen des Flugzeugs werden in der Regel immer zweimotorige Aktuatoren verwendet. Denn Flugzeuge sind grundsätzlich so konstruiert, dass wichtige Systeme zwei- oder dreimal vorhanden sind. Genau dem gleichen Prinzip folgen auch die Aktuatoren, die mit zwei Antrieben ausgestattet sind, falls eines der Systeme nicht funktionieren sollte. Einer dieser Aktuatoren sitzt beispielsweise am Triebwerk und sperrt die Treibstoffzufuhr im Falle eines Brandes ab. Diese Funktion muss unter allen Umständen und jederzeit gewährleistet sein, daher werden diese Aktuatoren immer mit zwei Motoren ausgestattet.
Hohe Anforderungen an die Technik
Einsatzgebiete für Aktuatoren
und auch für Ventile im Flugzeug sind sehr vielfältig. Dementsprechend müssen die Aktuatoren und Ventile verschiedensten Anforderungen genügen. Beheizte Wasserventile müssen beispielsweise bei -55 °C ebenso funktionieren, wie bei 85 °C. Dementsprechend robust müssen auch die verwendeten Motoren sein. Die wichtigsten Voraussetzungen an die Motoren sind: ein optimales Volumen-/Leistungsverhältnis, eine geringe Stromaufnahme, Temperaturbeständigkeit, Langlebigkeit, Beständigkeit gegen Vibrationen und Stöße und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Für die Aktuatoren verwendet Sitec bürstenbehaftete Motoren von Maxon.
Die Maxon DC-Motoren sind mit leistungsstarken Permanentmagneten ausgerüstet. „Herzstück“ des Motors ist die weltweit patentierte eisenlose Maxon-Wicklung. Gegenüber konventionellen Gleichstrommotoren zeigt dieses Motorprinzip ganz besondere Vorteile: In den Maxon DC-Motoren rotiert eine reine Kupferwicklung ohne Ankereisen. Die Massenträgheit wird so dank des leichtgewichtigen Rotors besonders klein. Die Beschleunigung ist sehr hoch. Das magnetische Rastmoment fehlt völlig; eine günstige Eigenschaft für Positionierantriebe, denn der Rotor hält in jeder beliebigen Position an. Zu den elektrischen Aktuatoren kommen Maxon-Motoren auch beim Interieur eines Flugzeuges zum Einsatz. Die Motoren sind auch ein Teil eines elektromechanischen Antriebs, das dem Passagier das Schließen der Staufächer über den Sitzen erleichtert.
Lebensdauer: wichtiges Kriterium
Die Motoren für Sitec Aerospace wurden kundenspezifisch, beispielsweise mit einer direkten Verzahnung auf der Welle modifiziert. Die Maxon-Motoren erweisen sich durch ihre robuste Lagerung der Motorwelle und die hohe Lebensdauer als besonders geeignet für die Anwendung in der Luftfahrt. I

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Kornelia Stubicar Projektleiterin Luft- und Raumfahrt
Tel.: +41 41 662-4343
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